專利名稱：膽甾相液晶顯示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有聚合物分散(polymer dispersed)膽甾相液晶的顯示系統(tǒng)，其中液晶相應(yīng)于熱、光和電場而改變其光學(xué)狀態(tài)。
背景技術(shù)：
膽甾相液晶具有在不施加電場時保持多種不同光學(xué)狀態(tài)的性質(zhì)。此外，膽甾相液晶能根據(jù)所施加的電場和/或熱場改變光學(xué)狀態(tài)。這些性質(zhì)使之可用于開發(fā)場穩(wěn)定、可重寫的顯示器。
1968年9月10日公開的Fergason等人的美國專利3,401,262公開了一種將光作用于屏幕上的陰極射線管。屏幕具有一光導(dǎo)層，被細導(dǎo)線施加到該光導(dǎo)層上的電場激發(fā)。該屏幕具有一層對溫度敏感的膽甾材料，可隨溫度輕微變化而改變反射波長，并改變加熱區(qū)域中的色調(diào)。陰極射線管發(fā)出的光入射到光導(dǎo)層，產(chǎn)生可用于有選擇地改變膽甾材料片顏色的熱度。該系統(tǒng)使用復(fù)雜的陰極射線管和光導(dǎo)層，并且在沒有電場時不產(chǎn)生圖像。
1971年5月18日公開的Churchill的美國專利3,578,844公開了一種封裝有膽甾材料，但沒有光導(dǎo)層的凝膠片。通過加熱使薄片處于第一反射狀態(tài)。通過施加DC電場將該薄片的一部分寫成黑色(未遮蔽)狀態(tài)。加熱該薄片恢復(fù)顯示。在周圍環(huán)境下，該薄片中的封裝材料保持所寫入的信息8個星期不消失。
1974年1月29日公開的Leder的美國專利3,789,225公開了一種處于玻璃板之間的玻璃態(tài)膽甾相液晶。玻璃態(tài)液晶材料為一種在環(huán)境溫度下處于有序狀態(tài)的固體液晶。在玻璃態(tài)下它們不對電場作出響應(yīng)。通過將該材料加熱到各相同性(液態(tài))轉(zhuǎn)變點之上，設(shè)備將該薄片寫成初始狀態(tài)。隨著該材料冷卻，使用高強度氙閃光燈干擾該材料，從而閃光干擾區(qū)凝固成一種與未接收閃光能量區(qū)域不同的狀態(tài)。該成像系統(tǒng)要求將材料升溫到較高溫度，并在存在選擇性高強度閃光燈時快速冷卻。不將電場施加給該介質(zhì)。
傳統(tǒng)的非玻璃態(tài)液晶具有在環(huán)境溫度上，可在反射特定可見光波長的平面狀態(tài)與散射焦點圓錐態(tài)之間電驅(qū)動的性質(zhì)。也稱作膽甾相液晶的手性向列相液晶，具有在不存在電場時保持多種給定狀態(tài)其中之一的性質(zhì)。1995年8月1日公開的Doane等人的美國專利5,437,811公開了一種具有聚合物分散手性向列相(chiral nematic)液晶的光調(diào)制單元。手性向列相液晶具有可在反射特定波長可見光的平面狀態(tài)與弱光散射焦點圓錐態(tài)之間受驅(qū)動的性質(zhì)。也稱作膽甾相液晶的手性向列相液晶，具有在不存在電場時保持多個給定狀態(tài)中一種狀態(tài)的能力。Doane等人的專利披露了僅使用電場改變膽甾相液晶的光學(xué)狀態(tài)。該技術(shù)按行順序?qū)懭雸D像數(shù)據(jù)。順序?qū)懭霐?shù)據(jù)行與一次寫入所有象素相比較慢，并且每一列和行線都需要電驅(qū)動器。
Yamamoto等人在論文“A Novel Photoaddressable Electronic PaperUtilizing Cholesteric LC Microcapsules and Organic Photoconductor”(SID 2001 DIGEST，pp.362-365)中，描述了一種電子紙的制備，該電子紙具有一光導(dǎo)層和在環(huán)境溫度下對電場作出響應(yīng)的聚合物封裝膽甾相液晶。在兩層上施加高電場，該光導(dǎo)層在有光情況下產(chǎn)生偏壓。該材料上的高場和低場狀態(tài)將不同光學(xué)狀態(tài)寫入膽甾材料中。
現(xiàn)有技術(shù)的光敏薄片需要昂貴而復(fù)雜的光敏層進行操作。電驅(qū)動系統(tǒng)必須順序?qū)懭霐?shù)據(jù)，需要復(fù)雜的電驅(qū)動器。玻璃態(tài)液晶在施加大量熱量和不施加電場時改變狀態(tài)。因此需要一種能在低溫下同時寫入圖像數(shù)據(jù)而沒有光導(dǎo)層的光寫入薄片(light written sheet)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過提供一種顯示系統(tǒng)可滿足上述需要，該顯示系統(tǒng)包括設(shè)置成可接收圖像態(tài)光圖案的顯示器，該顯示器包括一對導(dǎo)體，其中至少一個導(dǎo)體是透明的；設(shè)置在上述導(dǎo)體之間的一層膽甾相液晶材料，該膽甾相液晶材料在零電場時具有多個穩(wěn)定光學(xué)狀態(tài)；和一光吸收體，在液晶中形成圖象狀熱圖案，其足以根據(jù)圖像態(tài)光圖案改變膽甾相液晶的光學(xué)狀態(tài)；以及一顯示寫入器，該顯示寫入器包括一光源，該光源用于產(chǎn)生強度足以在光吸收體中產(chǎn)生足夠熱量從而改變液晶光學(xué)狀態(tài)的閃光，一設(shè)置在該光源與顯示器之間用于限定圖像態(tài)光圖案的掩模，一與該導(dǎo)體相連、用以在導(dǎo)體之間產(chǎn)生電場以改變液晶光學(xué)狀態(tài)的顯示器驅(qū)動器，以及一與該光源和該顯示器驅(qū)動器相連、用于控制電場強度和激勵光源在顯示器上產(chǎn)生圖像的控制器。
本發(fā)明還提供了一種寫入和擦除圖像的方法，包括如下步驟a)提供一層聚合物分散膽甾相液晶材料和一光吸收體，其中該聚合物分散膽甾相液晶材料設(shè)置在一對未圖案化的導(dǎo)體之間，該光吸收體用于根據(jù)圖像態(tài)光圖案而形成圖像態(tài)熱圖案；b)在該未圖案化的導(dǎo)體上施加具有第一幅值的電場，從而擦除該聚合物分散膽甾相液晶中的任何圖像，并初始化該材料；以及c)在該未圖案化的導(dǎo)體上施加具有第二幅值的電場，并將該聚合物分散液晶材料層暴露于圖像態(tài)閃光從而寫入圖像。
本發(fā)明的優(yōu)點在于提供一種可用氙閃光燈和電場來寫入和重復(fù)寫入的簡單片狀結(jié)構(gòu)。可不考慮以前寫入的信息而用一次寫入過程來寫入薄片。寫入過程迅速，并改善了僅通過電寫入到薄片上的圖像質(zhì)量。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的顯示器的局部剖面圖；圖2為相應(yīng)于入射光，處于平面和焦點圓錐態(tài)的現(xiàn)有技術(shù)手性向列相材料的示意性側(cè)視圖；圖3為用于模擬根據(jù)本發(fā)明的顯示系統(tǒng)的實驗裝置的示意性側(cè)視圖；圖4為最初處于平面狀態(tài)，在恒定閃光燈能量和可變電壓下，圖1中顯示器的響應(yīng)曲線；圖5為圖4中數(shù)據(jù)的對比度曲線；圖6為最初處于焦點圓錐態(tài)，在恒定閃光燈能量和可變電壓下，圖1中顯示器的響應(yīng)曲線；圖7為圖6中數(shù)據(jù)的對比度曲線；圖8為根據(jù)本發(fā)明的顯示寫入的電氣示意圖；圖9為圖1中的顯示器與物體相連時的側(cè)視圖；圖10為根據(jù)本發(fā)明的顯示寫入器的側(cè)視圖；
圖11為根據(jù)本發(fā)明與顯示器相連用于寫入顯示器的顯示寫入器的側(cè)視圖；以及圖12A和B分別為處于重寫和寫入狀態(tài)的根據(jù)本發(fā)明的顯示器的正視圖。
具體實施例方式
參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的顯示器10包括一諸如為薄透明聚合物材料的顯示基片15，其例如是由厚度在20到200微米(最好為125微米)之間的聚酯塑料形成的柯達Estar薄膜基底。也可以使用其他聚合物，如透明聚碳酸酯。
在顯示基片15上形成第一透明導(dǎo)體20。第一透明導(dǎo)體20可以為氧化錫，氧化銦錫(ITO)或者聚硫苯(polythiophene)，其中ITO為優(yōu)選材料。一般在顯示基片15上濺射或涂覆一層電阻小于每平方1000歐姆的第一透明導(dǎo)體20材料。
在一優(yōu)選實施例中，在第一透明導(dǎo)體20上印刷一第一導(dǎo)體保護層22。第一導(dǎo)體保護層22可以為絲網(wǎng)印刷的導(dǎo)電墨水，如Acheson公司的Electrodag 423SS絲網(wǎng)印刷導(dǎo)電材料。這種絲網(wǎng)印刷導(dǎo)電材料包括熱塑性樹脂中的微石墨粒子。第一導(dǎo)體保護層22保護第一透明導(dǎo)體20免受磨損。
光調(diào)制層30覆蓋第一透明導(dǎo)體20的第一部分。去除一部分光調(diào)制層30，產(chǎn)生容許電接觸的暴露的第一導(dǎo)體20’。光調(diào)制層30包含膽甾相液晶材料，如1997年12月9日授予Doane等人的美國專利5,695,682中所公開的，該專利的內(nèi)容引作參考?？梢允褂貌煌瑥姸群统掷m(xù)時間的電場將手性向列相材料(膽甾)驅(qū)動到反射狀態(tài)、基本透明狀態(tài)、或者中間狀態(tài)。這些材料的優(yōu)點是在沒有電場時第一和第二光學(xué)狀態(tài)均穩(wěn)定。在場去除之后，該材料可無限期地保持一給定光學(xué)狀態(tài)。該膽甾相液晶材料可以為紐約Hawthorne的E.M.公司的MerckBL 112、BL 118或BL 126。
在一優(yōu)選實施例中，光調(diào)制層30為分散在去離子照像凝膠中的E.M.公司的膽甾材料BL-118。該液晶材料以8％的濃度混合在5％的凝膠水溶液中。分散該液晶材料，從而在水懸浮液中產(chǎn)生具有8～10微米直徑液晶疇的乳膠?？墒褂?002年7月23日授予Stephenson等人的美國專利6,423,368中所描述的有限凝結(jié)技術(shù)來形成疇。將乳膠涂覆在聚酯顯示基片的該第一透明導(dǎo)體上并加以干燥，形成大約9微米厚的聚合物分散膽甾涂層?？梢杂弥T如聚乙烯醇(PVA)或聚環(huán)氧乙烷(PEO)的其他有機粘合劑取代凝膠。這種乳膠可采用制造照像軟片時所用的涂敷設(shè)備進行機械涂覆。在涂覆光調(diào)制層30之前，可以在該第一透明導(dǎo)體20上涂覆一凝膠底層，如Stephenson等人2001年7月26日申請的共同懸而未決的美國專利申請USSN 09/915,441中所披露的。
圖2為相應(yīng)于入射光處于平面和焦點圓錐態(tài)的手性向列相材料的示意性側(cè)剖圖。其中在左圖中，當(dāng)施加高壓電場并迅速切換到零電勢之后，液晶分子變?yōu)槠矫嬉壕?2，其將一部分入射光60反射成反射光62。在圖2的右圖中，在施加低壓電場時，手性向列相材料的分子變成為稱作焦點圓錐液晶74的輕微向前的散射單元。增大低壓脈沖持續(xù)時間，將最初為反射性平面液晶72的分子逐漸驅(qū)動到完全演變成光散射焦點圓錐液晶74。
光吸收體35設(shè)置在與入射光60相對的一側(cè)。光吸收體35可以是一薄層處于凝膠粘合劑中的光吸收的、微米以下的碳，如Stephenson于2002年12月16日的歐洲專利申請申請No.02080300.3中所披露的。作為完全演變的焦點圓錐液晶74，膽甾相液晶向前散射光，并由光吸收體35吸收入射光60，產(chǎn)生黑色圖像。逐漸向焦點圓錐態(tài)演變，使得觀察者在膽甾材料從反射性平面液晶72變成完全演變的光散射焦點圓錐液晶74時能捕獲到轉(zhuǎn)變成黑色的反射光62。當(dāng)去除場時，光調(diào)制層30無限期地保持給定的光學(xué)狀態(tài)。上面引用的美國專利5,437,811中更加充分地描述了這些狀態(tài)。
返回圖1，光吸收體35設(shè)置在第二導(dǎo)體40與光調(diào)制層30之間，用以改善對比度。第二導(dǎo)體40覆蓋光調(diào)制層30。第二導(dǎo)體40具有足夠大的導(dǎo)電率，可在該第一透明導(dǎo)體20與第二導(dǎo)體40之間形成強度足以改變光調(diào)制層30中膽甾材料光學(xué)狀態(tài)的電場。例如，可通過公知的用于形成導(dǎo)電材料層的真空沉積技術(shù)來形成第二導(dǎo)體40，其中上述導(dǎo)電材料例如為鋁、錫、銀、鉑、碳、鎢、鉬或銦或者其化合物?？墒褂霉墓饪?、激光蝕刻技術(shù)，或者應(yīng)用掩模使導(dǎo)電材料層圖案化。
在一優(yōu)選實施例中，通過絲網(wǎng)印刷諸如Acheson公司的Electrodag423SS絲網(wǎng)可印刷導(dǎo)電材料的導(dǎo)電墨水，形成第二導(dǎo)體40。這種絲網(wǎng)印刷導(dǎo)電材料包括處于熱塑性樹脂中的微石墨粒子。絲網(wǎng)印刷是優(yōu)選的，用以使得顯示器的制造成本最小。
為顯示基片15、第一透明導(dǎo)體20、機械涂覆的光吸收體35和光調(diào)制層30、及所印刷的第二導(dǎo)體40和第一導(dǎo)體保護層22使用柔性支撐，能制造出低成本的柔性顯示器。根據(jù)本發(fā)明的小型顯示器可以用作廉價的、可有限重寫的可電重寫標簽。
參照圖3，設(shè)置根據(jù)本優(yōu)選實施例的顯示器10，使傳統(tǒng)氙閃光燈52通過掩模54照射部分顯示器10。在本實驗中，閃光燈52為Vivitar型285HV專業(yè)閃光燈，掩模54是一片具有電照相印刷圖像的DupontMylar幻燈片。如果膽甾材料最初為平面液晶72或焦點圓錐液晶74，則可調(diào)節(jié)閃光燈52的輸出以將圖像印到顯示器10上。
在第一導(dǎo)體保護層22和第二導(dǎo)體40上設(shè)置一組電極。在電極50上施加一電場，可擦除由閃光燈印在顯示器10上的圖像?？梢远啻斡〕鰣D像和擦除圖像而不會損壞顯示器10?？蓪@示器10設(shè)置成使得黑色的第二導(dǎo)體40面對閃光燈52和掩模54。可以調(diào)節(jié)閃光燈52，從而可通過第二導(dǎo)體40印出圖像。可使用電極50上的電場來電擦除以反轉(zhuǎn)方式印出的圖像。根據(jù)這些實驗，可以得出結(jié)論通過顯示器10任一側(cè)而將熱能施加給第二導(dǎo)體40均能產(chǎn)生印刷過程。功率和持續(xù)時間恰當(dāng)?shù)臒崦}沖能提供可將膽甾材料寫成平面或焦點圓錐狀態(tài)的熱通量效應(yīng)。這些實驗首次展示了可使用經(jīng)過掩模的高強度光將圖像熱印刷和再印刷到聚合物分散膽甾相液晶上。該方法和材料允許多次擦除和寫入過程。而且，該顯示器10的結(jié)構(gòu)是柔性的，并且成本較低。
進行實驗可測定在閃光燈52發(fā)出熱脈沖期間，顯示器10對施加電場的響應(yīng)。在第一實驗中，使用高壓脈沖將顯示器10寫成為平面狀態(tài)。設(shè)置閃光燈52的輸出，將未掩模區(qū)域中最初為平面態(tài)的液晶有選擇地寫成為焦點圓錐態(tài)。反復(fù)多次地使用一系列電壓將該顯示器重新設(shè)置成平面態(tài)，并進行寫入。
圖4表示圖1中顯示器的響應(yīng)曲線，其最初處于平面狀態(tài)且在恒定閃光燈能量和多種電壓下。對于每個實驗來說，均使用高壓脈沖來將材料初始化成平面狀態(tài)。然后在一次閃光動作期間施加一實驗電壓。所產(chǎn)生的曲線與Doane等人的專利中沒有閃光時對材料實驗得出的響應(yīng)曲線相同。被遮蔽材料的曲線(其中各點以方塊表示)與閃光燈52未提供熱脈沖時的響應(yīng)相同。未遮蔽曲線針對在閃光燈的熱脈沖與電場條件下的同一顯示器。在施加電壓為零并且沒有掩模時，將平面材料寫成為焦點圓錐態(tài)，而其反射率大約為7％。施加例如為10伏的低電壓，則將焦點圓錐態(tài)的清晰度從7％反射率改善到大約2％反射率。
圖5表示圖4中數(shù)據(jù)的對比度曲線。閃光與電場一起產(chǎn)生兩個高對比度狀態(tài)，從標準的4∶1對比度提高到14∶1對比度。這兩個最佳狀態(tài)是光學(xué)可逆狀態(tài)。在20伏時產(chǎn)生一個最佳對比度14∶1。沒有閃光能量，最初處于平面狀態(tài)的材料不受低壓脈沖的影響；閃光燈52發(fā)出的能量將該材料寫成焦點圓錐態(tài)。在施加電場為60伏時產(chǎn)生第二高的對比狀態(tài)，對比度為13∶1。沒有閃光能量，最初為平面態(tài)的材料被寫成焦點圓錐態(tài)；存在閃光能量，則將該材料寫成平面態(tài)。
圖6為圖1中顯示器的響應(yīng)曲線，其最初處于焦點圓錐態(tài)而在恒定閃光燈能量和各種電壓下。圖7為圖6中數(shù)據(jù)的對比度曲線。施加低場再次將焦點圓錐材料的反射率從7％降到2％。在該系統(tǒng)中可能僅存在一對雙穩(wěn)態(tài)，也是在60伏時對比度大約為13。在中等大小電壓時，最初處于焦點圓錐態(tài)的材料保持焦點圓錐態(tài)。閃光燈52發(fā)出的能量使最初為焦點圓錐態(tài)的材料驅(qū)動到平面態(tài)。顯然，閃光燈52發(fā)出的熱減小了將膽甾材料驅(qū)動到平面態(tài)所需的電壓。
可見，在施加電場為60伏時，如果材料最初處于平面或焦點圓錐態(tài)，則由掩模54決定該材料的最終狀態(tài)。這種現(xiàn)象使得無需在閃光寫入一幅圖像之前先將所述材料初始化，寫成初始狀態(tài)。沒有初始化步驟的一次寫入過程提供了一種快速、并行的顯示器10寫入方法。
該系統(tǒng)的多種狀態(tài)可對應(yīng)于多種驅(qū)動方案，如表1中所示。在表1中，第一種方案(1)使用在100伏脈沖(1A)或60伏脈沖(1B)條件下的閃光而將顯示器10初始化成平面態(tài)。而較低的20伏脈沖結(jié)合閃光則允許使用掩模54來有選擇地寫入。在第二種方案(2)中，不用閃光(2A)或用閃光(2B)將顯示器10寫成焦點圓錐態(tài)。在方案2中，將60伏脈沖施加到顯示器10，并且將接收閃光的區(qū)域?qū)懗善矫鎽B(tài)，而被遮蔽的區(qū)域則保持焦點圓錐態(tài)。第三種方案(3)與方案2B基本相同，但不初始化成焦點圓錐態(tài)。在存在閃光能量時，60伏脈沖通過利用掩模54，不必初始化就能形成顯示器10的圖像態(tài)(image-wise)寫入。在要求于第一步操作中先擦除顯示器10，之后再重新寫入顯示器10的應(yīng)用中，初始化步驟會是有用的。
表1

圖8為根據(jù)本發(fā)明制造的顯示寫入器的電氣示意圖。電源91向閃光燈電容器92和顯示器驅(qū)動器93提供能量。遮擋顯示器94被設(shè)置成有選擇地遮擋閃光燈52的輸出。遮擋顯示器94可以是一個傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的扭曲向列(TN)或超扭曲向列(STN)顯示器?？刂破?5向遮擋顯示器94提供信息?？刂破?5通過顯示器驅(qū)動器93將寫入電壓施加到與顯示器10相連的電極50。觸發(fā)電路96與來自顯示器驅(qū)動器93的雙極性電場配合工作而觸發(fā)閃光燈52。閃光能量受到遮擋顯示器94遮擋，從而與所施加電場一起施加來自閃光燈52的圖像態(tài)光圖案，將圖像寫到顯示器10上。
在實驗中，在根據(jù)該優(yōu)選實施例制成的顯示器10上設(shè)置來自臺灣Tianma公司零件號為TM 13164 BCHG-1的點陣超扭曲向列(STN)顯示器。調(diào)節(jié)前面已經(jīng)描述的Vivitar閃光燈，使得STN的光吸收部分遮擋閃光，而STN的透明部分透過閃光。根據(jù)遮擋顯示器94的光學(xué)狀態(tài)，遮擋作用以應(yīng)足以將顯示器10的區(qū)域?qū)懗山裹c圓錐或平面態(tài)。閃光燈裝置通過STN顯示器反復(fù)放電，而不會對STN顯示器或顯示器10的結(jié)構(gòu)造成可觀察到的損害。實驗表明，能夠使用簡單、低成本的STN顯示器作為遮擋顯示器94。
圖9為附著到目標80上的圖1中顯示器的側(cè)視圖。目標80可以是支撐顯示器10的支架，或者是顯示器10可附著其上的其它物品諸如插板?？衫糜|點82將顯示器10固定到目標80上。觸點82可以為具有兩個區(qū)域的導(dǎo)電粘合劑，第一區(qū)域與第一透明導(dǎo)體20接觸而第二區(qū)域與第二導(dǎo)體40接觸。在圖9中，就是左側(cè)部分與第一透明導(dǎo)體20相連而右側(cè)部分與第二導(dǎo)體40相連。觸點82是將電極50連接到顯示器10的連接區(qū)域，也是將顯示器10固定到目標80的粘合劑。
圖10為根據(jù)本發(fā)明的可分離寫入器的側(cè)視圖。在優(yōu)選實施例中，寫入器90與顯示器10相連以進行寫入動作。寫入器90包含圖8所示的電子元件。寫入器90具有一外殼(未示出)，其將閃光燈52、遮擋顯示器94和電極50放置在適當(dāng)位置，以便對顯示器10進行寫入。目標80和寫入器90外殼中的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的細節(jié)部分(未示出)使寫入器90對準顯示器10。
圖11為根據(jù)本發(fā)明的寫入器的側(cè)剖圖，該寫入器與顯示器10相連，用以對該顯示器進行寫入。當(dāng)電極50被壓靠在觸點82上時寫入器90與顯示器10相連。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的傳感器(未示出)可以與控制器95相連，用以發(fā)出寫入器90與顯示器10相連的信號。也可以將傳感器設(shè)置成向控制器95發(fā)送信號，將圖像寫入到顯示器10。寫入方法如前所述，可供用于將圖像寫到顯示器10上。可以從顯示器10上拆下寫入器90，用于寫入其它顯示器10。目標80具有經(jīng)過更新的寫在顯示器10上的信息。
圖12A表示根據(jù)本發(fā)明的處于重寫狀態(tài)的顯示器10。當(dāng)根據(jù)本發(fā)明制造顯示器10時，材料均處于平面態(tài)。另外，顯示器10可能已經(jīng)被寫入，并有一些區(qū)域具有膽甾材料，其中膽甾材料處于焦點圓錐態(tài)或處于平面態(tài)，或者處于任何中間狀態(tài)。另外，以前的信息可能已經(jīng)在早先的寫入動作中被寫入器90擦除。返回參照圖11，寫入器90處于顯示器10的可寫入位置。在該位置，電極50接觸與第一透明導(dǎo)體20和第二導(dǎo)體40相連的觸點82的各區(qū)域。使用方法3，不需進行初始化寫入。寫入器90中的遮擋顯示器94從控制器92接收圖像數(shù)據(jù)?？刂破?2通過電極50將電場施加給顯示器10和放電閃光燈52。在有電場的情況下，閃光燈52發(fā)出的光有選擇地加熱顯示器10中的各區(qū)域，從而將圖像寫在顯示器10上。顯示器10接收光的區(qū)域被寫成平面態(tài)，而閃光燈52發(fā)出的光被遮擋的區(qū)域則被寫成焦點圓錐態(tài)，這與膽甾相液晶的初始狀態(tài)無關(guān)。圖12B為根據(jù)本發(fā)明的處于寫入狀態(tài)的顯示器。其中較亮區(qū)域被寫成平面態(tài)而較暗區(qū)域被寫成焦點圓錐態(tài)。
本發(fā)明的方法和裝置可提供具有高信息含量的低成本、簡單而快速寫入的標簽。具有數(shù)個簡單、非圖案化批量制造層的顯示器比較廉價。寫入裝置本身簡單，需要低成本閃光燈系統(tǒng)，廉價的遮擋顯示器和2線電激發(fā)器用于顯示器10?？蓪Ⅱ?qū)動器從顯示器分離，從而能通過單獨一個簡單的顯示寫入器90來寫入多個廉價的標簽。
權(quán)利要求
1.一種顯示系統(tǒng)，包括a)一顯示器，該顯示器包括一基片，一形成在該基片上的第一透明導(dǎo)體，一層在環(huán)境溫度下具有多個穩(wěn)定光學(xué)狀態(tài)、設(shè)置在該第一導(dǎo)體上的膽甾相液晶，以及一設(shè)置在該膽甾相液晶層上、用于根據(jù)圖像態(tài)光圖案而形成圖像態(tài)熱圖案的光吸收第二導(dǎo)體；和b)一寫入裝置，該寫入裝置包括一閃光燈，一用于形成該圖像態(tài)光圖案的掩模，將電場施加在該第一與第二導(dǎo)體上的裝置，一顯示器驅(qū)動器，該顯示器驅(qū)動器具有電觸點以將電場施加到所述顯示器的各導(dǎo)體，以及一控制器，該控制器與該光源和顯示器驅(qū)動器相連，用于控制該電場的強度并激勵該光源從而在該顯示器上產(chǎn)生圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其中該掩?？呻娋幊虖亩x該圖像態(tài)光圖案。
3.如權(quán)利要求2所述的顯示系統(tǒng)，其中該掩模是一種液晶光調(diào)制器。
4.如權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其中該控制器控制該光源以在沒有電場時形成圖像，并施加電場以擦除該圖像。
5.如權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其中該控制器控制該光源和該顯示器驅(qū)動器，從而在存在第一場時形成圖像而以第二場擦除該圖像。
6.如權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其中該控制器控制該光源和該顯示器驅(qū)動器，從而在存在場時形成該圖像并重寫一先前的圖像。
7.如權(quán)利要求2所述的顯示系統(tǒng)，其中該控制器控制該光源、該掩模和該電源，并在存在第一場時通過施加未圖案化的閃光而擦除圖像并初始化該顯示器，而在存在第二場時通過施加圖像態(tài)光圖案而形成該圖像。
8.如權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其中該光吸收體為該液晶中的染料。
9.如權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其中該光吸收體為其中一個導(dǎo)體。
10.如權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其中該光吸收體為獨立的一層。
11.如權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其中該膽甾層厚度小于15微米。
12.如權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其中該膽甾層為聚合物分散液晶。
13.如權(quán)利要求12所述的顯示系統(tǒng)，其中該聚合物為凝膠。
14.一種寫入和擦除圖像的方法，包括如下步驟a)提供一層聚合物分散膽甾相液晶材料和一光吸收體，其中該聚合物分散膽甾相液晶材料設(shè)置在一對未圖案化的導(dǎo)體之間，該光吸收體用于根據(jù)圖像態(tài)光圖案而形成圖像態(tài)熱圖案；b)在該未圖案化的導(dǎo)體上施加具有第一幅值的電場，從而擦除該聚合物分散膽甾相液晶中的任何圖像，并初始化該材料；以及c)在該未圖案化的導(dǎo)體上施加具有第二幅值的電場，并將該聚合物分散液晶材料層暴露于圖像態(tài)閃光從而寫入圖像。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種顯示系統(tǒng)，包括一顯示器，該顯示器包括一基片，形成在該基片上的一第一透明導(dǎo)體，在環(huán)境溫度下具有多個穩(wěn)定光學(xué)狀態(tài)、形成在該第一導(dǎo)體上的一層膽甾相液晶，以及一設(shè)置在該層膽甾相液晶上用于根據(jù)圖像態(tài)光圖案形成圖像態(tài)熱圖案的光吸收第二導(dǎo)體；和一寫入裝置，該寫入裝置包括一閃光燈，一用于形成圖像態(tài)光圖案的掩模，和將電場施加在該第一與第二導(dǎo)體上的裝置，以及一顯示器驅(qū)動器，該顯示器驅(qū)動器具有將電場施加到該顯示器導(dǎo)體上的電接觸點；以及一與該光源和該顯示器驅(qū)動器相連的控制器，用于控制電場強度并激勵光源在該顯示器上產(chǎn)生圖像。
文檔編號G02F1/13GK1497301SQ0313465
公開日2004年5月19日 申請日期2003年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月27日
發(fā)明者S·W·斯蒂芬森, 米向東, D·M·約翰松, S W 斯蒂芬森, 約翰松 申請人:伊斯曼柯達公司